基于磁位計(jì)補(bǔ)償?shù)膸чg隙鐵芯式羅氏線圈互感器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型屬于電磁測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，尤其設(shè)及一種可同時(shí)準(zhǔn)確測(cè)量電流基波和諧 波的電子式電流互感器，具體地說(shuō)是一種基于磁位計(jì)補(bǔ)償?shù)膸чg隙鐵巧式羅氏線圈互感 器。
【背景技術(shù)】
[0002] 電子式電流互感器是一種電流傳感器，主要用于電網(wǎng)電流的測(cè)量。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T20840. 8-2007《互感器第8部分；電子式電流互感器》給出了電子式電流互感器基波及諧 波準(zhǔn)確度的技術(shù)規(guī)范，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T14549-1993《電能質(zhì)量公用電網(wǎng)諧波》給出了公用電 網(wǎng)諧波電流的限值，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T19862-2005《電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)設(shè)備通用要求》規(guī)定了用于 監(jiān)測(cè)電網(wǎng)諧波電流分量的設(shè)備的通用要求，該些標(biāo)準(zhǔn)對(duì)電子式電流互感器的基波和諧波傳 感準(zhǔn)確度及量程范圍提出了明確的要求。
[0003] 電子式電流互感器是傳統(tǒng)的電磁式電流互感器更新?lián)Q代的產(chǎn)品，傳統(tǒng)的電磁式電 流互感器測(cè)量頻帶較窄，因此主要用來(lái)測(cè)量電網(wǎng)電流的基波分量。電子式電流互感器通常 利用低功耗鐵巧線圈、羅氏線圈或光學(xué)裝置來(lái)進(jìn)行一次電流的傳感，其中低功耗鐵巧線圈 和羅氏線圈由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且易于實(shí)現(xiàn)，因而被廣泛采用。低功耗鐵巧線圈的傳感原理及結(jié) 構(gòu)與傳統(tǒng)的電磁式電流互感器相同，同樣存在測(cè)量頻帶較窄的問(wèn)題。羅氏線圈由于采用非 磁性骨架，不存在磁滯和飽和現(xiàn)象，因此具有很寬的測(cè)量頻帶。為了提高輸出信號(hào)，羅氏線 圈的線圈應(yīng)數(shù)通常很多，而羅氏線圈的線圈幾何尺寸的變化對(duì)傳感準(zhǔn)確度的影響很大，因 此羅氏線圈的準(zhǔn)確度通常不高。帶間隙鐵巧式羅氏線圈采用帶間隙的閉環(huán)鐵巧作為骨架， 該羅氏線圈的有效氣隙磁路長(zhǎng)度被大大縮短，此時(shí)可W用較少的線圈應(yīng)數(shù)來(lái)獲得較大的輸 出信號(hào)，同時(shí)由于羅氏線圈繞制在高磁導(dǎo)率的鐵巧上，該線圈幾何尺寸的變化對(duì)傳感準(zhǔn)確 度的影響大大降低，因此帶間隙鐵巧式羅氏線圈是一種較為理想的電流傳感器，它可被視 為有效氣隙磁路長(zhǎng)度很短的空屯、式羅氏線圈。但是，由于帶間隙鐵巧式羅氏線圈的磁路是 由氣隙磁路和鐵巧磁路串聯(lián)而成，鐵巧的勵(lì)磁特性將對(duì)帶間隙鐵巧式羅氏線圈的電流傳感 帶來(lái)非線性的誤差。采用高磁導(dǎo)率鐵巧材料及合適的氣隙磁路長(zhǎng)度與鐵巧磁路長(zhǎng)度之比可 W減小該種誤差，但該對(duì)帶間隙鐵巧式羅氏線圈的設(shè)計(jì)及選材帶來(lái)了限制，同時(shí)也不可能 完全消除該種誤差。因此考慮利用磁位計(jì)對(duì)鐵巧的勵(lì)磁狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，并對(duì)鐵巧引起的傳 感誤差進(jìn)行在線補(bǔ)償，從而使帶間隙鐵巧式羅氏線圈等效地成為一種理想的有效氣隙磁路 長(zhǎng)度很短的空屯、式羅氏線圈，并且利用數(shù)字及模擬積分電路進(jìn)行輸出信號(hào)的積分還原，目 前該樣的基于磁位計(jì)補(bǔ)償?shù)膸чg隙鐵巧式羅氏線圈的電子式電流互感器未見(jiàn)有專利和其 它文獻(xiàn)報(bào)道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本實(shí)用新型所要解決的是現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問(wèn)題旨在提供一種基于磁位計(jì)補(bǔ) 償?shù)膸чg隙鐵巧式羅氏線圈，它能輸出與含有諧波的一次電流成線性比例關(guān)系的電壓模擬 量和數(shù)字量，實(shí)現(xiàn)同時(shí)對(duì)一次電流基波和諧波分量的準(zhǔn)確傳感。
[0005] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是；基于磁位計(jì)補(bǔ)償?shù)膸чg隙 鐵巧式羅氏線圈互感器，它包括帶間隙的閉環(huán)鐵巧、一次線圈、二次線圈、磁位計(jì)骨架、磁位 計(jì)線圈、內(nèi)環(huán)開(kāi)槽的環(huán)形屏蔽盒、第一雙向穩(wěn)壓管、第二雙向穩(wěn)壓管、第一運(yùn)算放大器、第二 運(yùn)算放大器、信號(hào)調(diào)理電路、第一電阻、第二電阻、第=電阻、積分電容、第=運(yùn)算放大器、模 數(shù)轉(zhuǎn)換器、微處理器和通信接口；磁位計(jì)骨架和磁位計(jì)線圈構(gòu)成磁位計(jì)，帶間隙的閉環(huán)鐵 巧、一次線圈和二次線圈構(gòu)成帶間隙鐵巧式羅氏線圈，帶間隙鐵巧式羅氏線圈和磁位計(jì)構(gòu) 成一次傳感器；磁位計(jì)骨架為一條由非磁性材料制成的能彎曲的薄帶，磁位計(jì)線圈均勻地 繞制在磁位計(jì)骨架上；閉環(huán)鐵巧上的間隙采用非磁性材料填充，磁位計(jì)緊貼閉環(huán)鐵巧外環(huán) 表面并且遠(yuǎn)離鐵巧上的間隙，一次線圈和二次線圈分別均勻地繞制在除間隙W外的帶有磁 位計(jì)的帶間隙閉環(huán)鐵巧的鐵巧上，當(dāng)一次線圈為穿屯、母線時(shí)，帶間隙的閉環(huán)鐵巧上不需要 繞制一次線圈；一次傳感器安裝在內(nèi)環(huán)開(kāi)槽的環(huán)形屏蔽盒內(nèi)，一次線圈、二次線圈和磁位計(jì) 線圈的線圈端子引線由環(huán)形屏蔽盒上的過(guò)孔引出；第一運(yùn)算放大器和第二運(yùn)算放大器分別 構(gòu)成兩個(gè)電壓跟隨器；信號(hào)調(diào)理電路具有二個(gè)相互獨(dú)立的輸入輸出電壓調(diào)理通道，信號(hào)調(diào) 理電路的第一輸出端和第二輸出端分別與信號(hào)調(diào)理電路的第一輸入端和第二輸入端相對(duì) 應(yīng)；第一電阻、第二電阻、第=電阻、積分電容和第=運(yùn)算放大器構(gòu)成加法及有損積分電路； 模數(shù)轉(zhuǎn)換器、微處理器和通信接口構(gòu)成數(shù)字輸出電路；二次線圈的非同名端分別與第一雙 向穩(wěn)壓管的一端和第一運(yùn)算放大器的同相輸入端相連，二次線圈的同名端與地相連，第一 雙向穩(wěn)壓管的另一端與地相連，磁位計(jì)線圈的非同名端分別與第二雙向穩(wěn)壓管的一端和第 二運(yùn)算放大器的同相輸入端相連，磁位計(jì)線圈的同名端與地相連，第二雙向穩(wěn)壓管的另一 端與地相連，第一運(yùn)算放大器的輸出端與信號(hào)調(diào)理電路的第一輸入端相連，第二運(yùn)算放大 器的輸出端與信號(hào)調(diào)理電路的第二輸入端相連，信號(hào)調(diào)理電路的第一輸出端分別與第一電 阻的一端和模數(shù)轉(zhuǎn)換器的一個(gè)輸入端相連，信號(hào)調(diào)理電路的第二輸出端分別與第二電阻的 一端和模數(shù)轉(zhuǎn)換器的另一個(gè)輸入端相連，第一電阻的另一端分別與第二電阻的另一端、第 =電阻的一端、積分電容的一端和第=運(yùn)算放大器的反相輸入端相連，第=運(yùn)算放大器的 同相輸入端與地相連，第=電阻的另一端分別與積分電容的另一端和第=運(yùn)算放大器的 輸出端相連，微處理器分別與模數(shù)轉(zhuǎn)換器和通信接口相連接；一次線圈的兩個(gè)線圈端子為 基于磁位計(jì)補(bǔ)償?shù)膸чg隙鐵巧式羅氏線圈互感器的一次端口，第=運(yùn)算放大器的輸出端和 地構(gòu)成了互感器模擬量輸出的二次端口，通信接口輸出端口為互感器數(shù)字量輸出的二次端 P。
[0006] 下面對(duì)本技術(shù)方案的原理做進(jìn)一步說(shuō)明。
[0007] 帶間隙鐵巧式羅氏線圈的二次線圈工作在開(kāi)路狀態(tài)，當(dāng)一